基于模糊數(shù)學(xué)的地基處理方案評價(jià)

杭蓋

摘? ? 要：本文采用多目標(biāo)模糊數(shù)學(xué)優(yōu)選理論來選擇最佳的地基處理方案，應(yīng)用該方法的原理、模型及應(yīng)用步驟，對內(nèi)蒙古包頭市固陽縣某工程的地基處理方案進(jìn)行選擇評價(jià)，最終得出換土墊層法為最佳處理方法。結(jié)果表明：基于模糊優(yōu)選理論將地基處理方案的評價(jià)和選擇的主觀性轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，綜合考慮各種評價(jià)因素的重要性，將各方案的評價(jià)指標(biāo)量化分析，使評價(jià)和選擇方案更加合理、科學(xué)、直觀、可靠。

關(guān)鍵詞：模糊數(shù)學(xué);地基處理;評價(jià)

1? 前言

隨著我國城鎮(zhèn)化的推進(jìn)、中心城市的高層也快速發(fā)展。高層建筑物的一個(gè)重要特點(diǎn)就是豎向荷載大而集中，又由于建筑物的高聳，風(fēng)荷載和地震荷載引起的傾覆力矩也相應(yīng)增大。正是建筑物的這種特點(diǎn)，要求地基基礎(chǔ)能夠提供更大的豎向與水平承載力，同時(shí)也要將建筑物的沉降與傾斜角度控制在設(shè)計(jì)允許值內(nèi)，這樣來保證建筑物在地震荷載和風(fēng)荷載作用下有足夠的穩(wěn)定性。

然而任何的建筑物都是建在一定的巖土體上，建筑物都是通過基礎(chǔ)將荷載傳遞到地基中去。建筑物的安全與正常使用不僅取決于上部結(jié)構(gòu)的安全儲備，同時(shí)也要求地基與基礎(chǔ)有一定的安全保證。

內(nèi)蒙古包頭是固陽縣昆都侖河河流兩岸岸邊分布著較多承載力相對較弱的軟土，隨著小城市化的進(jìn)行，建筑物均朝著高、深方向發(fā)展，就需要對這些軟土進(jìn)行相應(yīng)的處理。而在地基處理時(shí)，本文選用模糊數(shù)學(xué)來對不同方案進(jìn)行對比評價(jià)，選擇最合適的方案。模糊綜合評價(jià)是根據(jù)模糊數(shù)學(xué)中模糊集的理論和方法來確定的。評價(jià)指標(biāo)體系的確定就是考慮影啊評價(jià)對象的因素，本文主要考慮影響地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的因素，選擇工程造價(jià)、施工工期、施工的難易程度、環(huán)境影響程度等評價(jià)因子，所有評價(jià)因子的集合組成了本次評價(jià)指標(biāo)體系。

2? 多目標(biāo)系統(tǒng)模糊優(yōu)選模型的建立

2.1? 目標(biāo)（指標(biāo)）相對優(yōu)屬度的概念

3? 地基處理方案模糊優(yōu)選排序

該黃河岸邊建筑工程的工程地質(zhì)概況，該工程面積較大、深厚層軟土地基、地下水位較高、土質(zhì)為松散沉積物，大部分由粘土和亞粘土組成。因此，對該軟土地基的處理，經(jīng)考察有砂井堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、石灰樁擠密法、換土墊層法適合采用，通過專家評估、可行性分析、現(xiàn)場條件的調(diào)查與勘探、統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)，從技術(shù)可靠性、造價(jià)、工期、施工復(fù)雜性、材料消耗、國內(nèi)經(jīng)驗(yàn)、公害大小等七個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，得到各種地基處理方

案的評價(jià)結(jié)果見表1，表中‰為分項(xiàng)相對評價(jià)值，分值越高表示該指標(biāo)越優(yōu);[wi]表示重要程度（權(quán)值）。

由此得到4種地基處理方案的優(yōu)劣程度順序?yàn)椋簱Q土墊層法，真空預(yù)壓法，石灰樁法，砂井預(yù)壓法。對本工程地基的處理采用水泥攪拌樁法最佳。其優(yōu)點(diǎn)可從表1中看到：地基的承載力提高，降低了沉降，經(jīng)濟(jì)合理，施工期短;由于固結(jié)劑與原地基攪拌混合，不存在水對周圍建筑物的影響，對周圍建筑物的影響很小。施工噪音小，對環(huán)境污染程度小。

4? 總結(jié)

模糊數(shù)學(xué)優(yōu)選理論將評價(jià)和選擇地基處理方案的主觀性轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)形式，考慮了各評價(jià)因素的重要程度，因而具有更高的可靠性。將各方案的評價(jià)指標(biāo)量化分析，使評價(jià)和選擇方案更加科學(xué)、合理、直觀。而且該方法能夠考慮盡可能多的信息，適合于編制計(jì)算機(jī)程序，使實(shí)際操作更為現(xiàn)實(shí)、便利、快捷。本文只是模糊數(shù)學(xué)在巖土工程領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)縮影，在地基處理模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)、方案優(yōu)選、模糊隨機(jī)可靠度分析、模糊信息處理和安全預(yù)報(bào)、沉降預(yù)測等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。

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